டைட்டானியம் கலப்புலோக 3D அச்சிடுதலின் பயன்பாட்டுத் துறைகள் மற்றும் வளர்ச்சி

கூட்டு உற்பத்தியில் மிகவும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் உலோகங்களில் டைட்டானியமும் ஒன்றாகும். இது விண்வெளி, மூட்டு மாற்று மற்றும் அறுவை சிகிச்சைக் கருவிகள், பந்தய மற்றும் மிதிவண்டி சட்டங்கள், மின்னணுவியல் மற்றும் பிற உயர் செயல்திறன் கொண்ட தயாரிப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. டைட்டானியம் மற்றும் டைட்டானியம் சார்ந்த கலப்புலோகங்கள், அவற்றின் உயர் இயந்திர வலிமை, உயர் வலிமை-எடை விகிதம் மற்றும் துருப்பிடிக்காத எஃகை விட சிறந்த அரிப்பு எதிர்ப்புத் திறன் ஆகியவற்றிற்காக பல்வேறு தொழில்துறைகளால் மதிக்கப்படுகின்றன. இந்த உலோகத்தின் பயன்பாடு ராக்கெட்டுகள் மற்றும் விமானங்களை இலகுவாக்கி, அதன் மூலம் எரிபொருளைச் சேமித்து, சுமை தாங்கும் திறனை அதிகரிக்க உதவுகிறது. ஸ்மார்ட்போன்கள் மற்றும் விஆர் கண்ணாடிகள் போன்ற எடை குறைந்த மின்னணு சாதனங்களைத் தயாரிக்கவும், மருத்துவ உள்வைப்புகளிலும் இதைப் பயன்படுத்தலாம். மேலும், டைட்டானியத்தின் உள்ளார்ந்த பண்புகள் 3D அச்சிடுதலின் தனித்துவமான திறன்களுடன் இணைக்கப்படும்போது, ​​அதன் நன்மைகள் இன்னும் தெளிவாகத் தெரியும். அப்படியானால், 3D அச்சிடப்பட்ட டைட்டானியத்தின் குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகள் என்ன? பொதுவான டைட்டானியம் பயன்பாடுகள் யாவை? அச்சுப்பொறிவிற்பனைக்கு உள்ளதா?

△3D அச்சிடப்பட்ட டைட்டானியம் பாகங்கள்

ஜிஇ அடிடிவ் நிறுவனத்தின் இடுப்பு மூட்டுகள், சியாகி நிறுவனத்தின் விசிறி இதழ்கள், ஆர்காம் டார்க்கர் நிறுவனத்தின் ராக்கெட் முனைகள், 3டி சிஸ்டம்ஸ் நிறுவனத்தின் டைட்டானியம் பின்னல் கூறுகள், ஈஓஎஸ் நிறுவனத்தின் டைட்டானியம் ஸ்டென்ட்கள், ஜெனித் டெக்னிகா நிறுவனத்தின் அறுவை சிகிச்சை முதுகெலும்பு உள்வைப்புகள்

3டி பிரிண்டிங் இது மூலப்பொருள் விரயத்தைக் குறைக்கும் அதே வேளையில், டைட்டானியத்தை மிகவும் திறமையாக உற்பத்தி செய்ய அனுமதிக்கிறது. ஒரு சேர்க்கைத் தொழில்நுட்பமாக, உலோக 3D அச்சிடுதல் பொதுவாக ஒரு பாகத்தை உருவாக்கத் தேவையான பொருட்களை மட்டுமே பயன்படுத்துகிறது, அதனுடன் ஒப்பீட்டளவில் சிறிய அளவிலான ஆதரவு கட்டமைப்புப் பொருளையும் பயன்படுத்துகிறது. 3D அச்சிடுதல், எடையைக் குறைப்பதற்காக உள் கால்வாய்கள் மற்றும் உள்ளீடற்ற அல்லது பின்னல் நிரப்பப்பட்ட பாகங்கள் போன்ற சிக்கலான வடிவமைப்புகளையும் சாத்தியமாக்குகிறது; இவை வேறு எந்த உற்பத்தி முறையிலும் சாத்தியமில்லாதவை. அச்சுகளோ அல்லது கருவிகளோ இல்லாததால், டைட்டானியம் 3D அச்சிடுதல் மூலம் நோயாளிக்குத் தேவையான உள்வைப்புகள், முன்மாதிரிகள் மற்றும் ஆராய்ச்சிக் கருவிகள் போன்ற தனித்துவமான பாகங்களை குறைந்த செலவில் உருவாக்க முடியும். உற்பத்தி, சுகாதாரம், விண்வெளி ஆய்வு மற்றும் பலவற்றை மேம்படுத்துவதற்காக 3D அச்சிடுதல் மூலம் டைட்டானியம் பயன்படுத்தப்பட்டதற்கு எண்ணற்ற எடுத்துக்காட்டுகள் உள்ளன.

3D பிரிண்டிங் டைட்டானியம் கலப்புலோகத்தின் பயன்பாடுகள்

△2023-ல், பனெராய் நிறுவனம் 3D அச்சிடப்பட்ட டைட்டானியம் கேஸைக் கொண்ட சப்மர்சிபிள் எஸ் பிராபஸ் PAM01283-ஐ வெளியிட்டது. வலதுபுறத்தில் உள்ள படம், ஹோல்தின்ரிச்ஸ் டீகன்ஸ்ட்ரக்டட் நிறுவனம் முதல் 3D அச்சிடப்பட்ட டைட்டானியம் கைக்கடிகாரத்தை அறிமுகப்படுத்தியதைக் காட்டுகிறது.

புதுமையான, பெரும்பாலும் தனிப்பயனாக்கப்பட்ட வடிவமைப்புகள் மூலம் எடை குறைந்த அதே சமயம் வலிமையான தயாரிப்புகளை வழங்கும் நம்பிக்கையுடன், மருத்துவ சாதனங்கள், செயல்திறன் மிக்க மிதிவண்டிகள், ஆடம்பரக் கைக்கடிகாரங்கள் மற்றும் நுகர்வோர் மின்னணு சாதனங்கள் போன்ற பல்வேறுபட்ட பொருட்களை உற்பத்தி செய்ய டைட்டானியம் 3D அச்சிடுதல் ஏற்கனவே பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

● துல்லியமான தயாரிப்புகள் மற்றும் மின்னணு தயாரிப்புகள்

3D பிரிண்டிங் மூலம் மிகவும் மெல்லிய சுவர்களைக் கொண்ட, சிக்கலான டைட்டானியம் பாகங்களை உருவாக்க முடியும். இவை, மேலே காட்டப்பட்டுள்ள பனராய் மற்றும் ஹோல்தின்ரிச்ஸ் கைக்கடிகாரங்கள் போன்றவற்றின் உறைகளைத் தயாரிக்கப் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. டைட்டானியம் கலப்புலோகத்தால் ஆன கைக்கடிகார உறைகளும், வரவிருக்கும் ஆப்பிள் வாட்ச் அல்ட்ராவின் ஒரு பகுதியாக இருக்கும் என்று கூறப்படுகிறது.

△2023 ஹானர் மேஜிக் V2 மடிக்கக்கூடிய ஸ்மார்ட்போனில் பயன்படுத்தப்படும் 3D அச்சிடப்பட்ட டைட்டானியம் கலப்புலோக கீல் ஷிஃப்ட் கவர்

2023-ல், ஸ்மார்ட்போன் தயாரிப்பாளரான ஹானர், தனது புதிய மடிக்கக்கூடிய மேஜிக் V2-ஐ அறிமுகப்படுத்தியது. இது, முந்தைய அலுமினியப் பதிப்பை விட இலகுவானதும் 150% வலிமையானதுமான, 3D-அச்சிடப்பட்ட டைட்டேனியத்தால் ஆன கீல் பொருத்தப்பட்ட ஷிஃப்ட் கவரைக் கொண்டுள்ளது. பல்லாயிரக்கணக்கில் 3D-அச்சிடப்படக்கூடிய இந்தச் சிறிய டைட்டேனியம் பாகமே, தயாரிப்பின் நீடித்துழைப்பிற்கும், மென்மையாக மடிவதற்கும் விரிவதற்கும் முக்கியக் காரணம் என்று ஹானர் கூறியது.

● மருத்துவ மற்றும் பல் உள்வைப்புகள்

△அமெரிக்கன் ஆர்த்தோஃபிக்ஸ் மெடிக்கல் நிறுவனத்தின் 3D அச்சிடப்பட்ட டைட்டானியம் உள்வைப்பான கன்ஸ்ட்ரக்ஸ் மிமி டிஐ ஸ்பேசர் சிஸ்டம், 2021-ஆம் ஆண்டில் அமெரிக்க FDA-ஆல் அங்கீகரிக்கப்பட்டது.

மருத்துவத் துறையில், 3D அச்சிடப்பட்ட டைட்டானியம் உள்வைப்புகள், முதுகுத்தண்டு, இடுப்பு, முழங்கால் மற்றும் கை, கால் போன்ற உறுப்புகளில் வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இதற்குக் காரணம், அந்த உலோகத்தின் உள்ளார்ந்த உயிரியல் இணக்கத்தன்மை மற்றும் சிறந்த இயந்திரவியல் பண்புகள், அத்துடன் தனிப்பயனாக்கப்பட்ட நுண்துளை அமைப்புகளை 3D அச்சிடும் திறன் (அதன் மூலம் எலும்புடன் ஒருங்கிணைவதை சாத்தியமாக்குகிறது) மற்றும் நோயாளிகளுக்குச் சிறந்த பலன்களை அளிக்கும் வகையில் பெருமளவில் தனிப்பயனாக்கும் வசதி ஆகியவை ஆகும். 3D அச்சிடப்பட்ட டைட்டானியம் உள்வைப்புகள் ஒழுங்குமுறை அங்கீகாரத்தையும் தேவையையும் பெற்று வருகின்றன. பெரும்பாலான மருத்துவ உள்வைப்புகள் ஒரே நோயால் பாதிக்கப்பட்ட அதிக எண்ணிக்கையிலான மக்களுக்குப் பொருந்தும் வகையில் தயாரிக்கப்படுவதால், அவை அனைவருக்கும் ஏற்றதாக இருப்பதில்லை. அரிதான நோய்கள் உள்ளவர்கள் பெரும்பாலும் இதில் சேர்க்கப்படுவதில்லை. தற்போது, ​​3D அச்சிடுதல் மூலம், தனிப்பட்ட நோயாளிகளுக்காகப் பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்பட்ட உள்வைப்புகளைத் தயாரிப்பது சாத்தியமாகியுள்ளது.

2023-ஆம் ஆண்டில், இங்கிலாந்தில் ஒரு அறுவை சிகிச்சை நிபுணர், ஏற்கனவே முறிந்திருந்த மணிக்கட்டு குறைபாடுகளைச் சரிசெய்வதற்காக, நோயாளியின் தேவைக்கேற்ப பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்பட்ட 3D-அச்சிடப்பட்ட டைட்டானியம் தகடுகளைப் பயன்படுத்தி, ஒரே நாளில் நான்கு மணிக்கட்டு அறுவை சிகிச்சைகளை மேற்கொண்டார். எலும்பியல் அறுவை சிகிச்சை நிபுணரும், கைகள் மற்றும் மணிக்கட்டுகளுக்கான மருத்துவத் தலைவருமான டாக்டர் அக்ஷய் மல்ஹோத்ரா கூறியதாவது: “இந்தத் திட்டமிடல் செயல்முறை முடிந்தவுடன், டைட்டானியம் தூளைப் பயன்படுத்தி பிரத்யேகத் தகடுகள் அச்சிடப்பட்டு, பின்னர் பரிசோதிக்கப்பட்டு, இங்கிலாந்துக்கு அனுப்பப்பட்டு, அறுவை சிகிச்சைக்குத் தயாராக கவுண்டி மருத்துவமனையில் கிருமி நீக்கம் செய்யப்படுகின்றன.”

△கோர்லிங்கின் 3D அச்சிடப்பட்ட டைட்டானியம் திருகுகள், எலும்பு வளர்ச்சியை ஊக்குவிக்கும் நுண்துளை அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன, மற்றும் ஃபிங்கர்கிட் கூட்டமைப்பின் புதிய, நோயாளிக்கென பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்பட்ட டைட்டானியம் விரல் மூட்டுகள்

2022-ல், இந்தியாவில் உள்ள மணிபால் மருத்துவமனையின் மருத்துவர்கள், மார்பைச் சிதைத்துக்கொண்டிருந்த ஒரு புற்றுநோயாளிக்கு சிகிச்சை அளித்தபோது, ​​3D அச்சிடப்பட்ட டைட்டானியத்தைப் பயன்படுத்தினர். பொதுவாக, இந்த அளவிலான உள்வைப்புகள் மனித உடல் தாங்க முடியாத அளவுக்கு மிகவும் கனமானவையாக இருக்கும். ஆனால், டைட்டானியம் 250 கிராமுக்கும் குறைவான எடையுடன், எடை குறைவாகவும் மிகவும் வலிமையாகவும் இருப்பதால், உடலுக்குள் உள்வைப்புகளை அச்சிடுவதற்கு இது மிகவும் பொருத்தமானதாக உள்ளது. 3D அச்சிடப்பட்ட உள்வைப்பின் வெற்றியின் காரணமாக, அந்த நோயாளி முழுமையாகக் குணமடைந்தார். மேலும், சுவாசிப்பதற்கு வெளிப்புற இயந்திரங்களைச் சார்ந்திருக்காமல், தனது இயல்பு வாழ்க்கைக்குத் திரும்ப முடிந்தது.

△டைட்டானியம் 3D பிரிண்டிங் தொழில்நுட்பத்தின் மூலம், ஏஞ்சல் சைக்கிள் வொர்க்ஸ் நிறுவனம் புதிய ஹெவன் பைக்கின் எடையை கணிசமாகக் குறைத்து, அதன் வடிவமைப்பையும் மேம்படுத்தியுள்ளது.

இன்றைய செயல்திறன் பைக்குகளில் 3D அச்சிடப்பட்ட டைட்டானியம் சாதாரணமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கிராங்குகள், பிரேக் லீவர்கள், ஸ்டெம்கள், டெரெய்லர் ஹேங்கர்கள் மற்றும் முழு ஃபிரேம்களில்கூட டைட்டானியம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கார்பன் ஃபைபரின் நிலைத்தன்மைச் சிக்கல்கள் இல்லாமல், டைட்டானியம் அலுமினியத்தைப் போல வலிமையாகவும், கார்பன் ஃபைபரைப் போல இலகுவாகவும் உள்ளது. பைக் உற்பத்தியாளரான கார்பன் வாஸ்ப், தனது சமீபத்திய ஆஃப்டர்மார்க்கெட் கிராங்க் ஆர்ம்களை உருவாக்க, அலுமினியம் மற்றும் கார்பன் ஃபைபருக்குப் பதிலாக 3D அச்சிடப்பட்ட டைட்டானியத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கான காரணத்தை விளக்குகிறது. கார்பன் வாஸ்ப் கூறியது: “கார்பன் ஃபைபரை அழுத்தாமல், கிராங்கை கியர்பாக்ஸ் ஷாஃப்ட்டுடன் இறுக்குவதற்கு நாங்கள் பலவிதமான ஆக்கப்பூர்வமான வழிகளைக் கண்டுபிடித்தோம், ஆனால் எப்போதும் சில உலோகச் செருகல்கள் தேவைப்பட்டன, மேலும் அந்தச் செருகல்களை கார்பன் ஃபைபரில் ஒட்டுவதில் சிக்கல்கள் இருந்தன. முடிவில்லாத கேள்விகளுக்குப் பிறகு, சில முன்மாதிரி சோதனைகளுக்குப் பின், 3D அச்சிடப்பட்ட லேட்டிஸ்-நிரப்பப்பட்ட டைட்டானியம் கிராங்க், கார்பனைப் போலவே இலகுவாகவும், ஆனால் அதிக அதிர்வுகள் ஏற்படக்கூடிய பகுதிகளில் வலிமையாகவும் இருப்பதைக் கார்பன் வாஸ்ப் கண்டறிந்தது. ஃபிரேம் உட்பட பல பிற பயன்பாடுகளுக்கு கார்பன் ஃபைபரே சிறந்தது என்று நாங்கள் இன்னும் நினைக்கிறோம், ஆனால் நாங்கள் ஏற்கனவே மற்ற டைட்டானியம் பாகங்களில் வேலை செய்து வருகிறோம்.”

முழுமையான ஃபிரேம்களைப் பற்றிப் பேசுகையில், பைக் தயாரிப்பு நிறுவனமான ஏஞ்சல் சைக்கிள் வொர்க்ஸ், முழுவதும் டைட்டானியத்தால் ஆன ஒரு ஃபிரேமை ஒரே இலகுவான பாகமாக 3D பிரிண்ட் செய்துள்ளதாகக் கூறுகிறது. இது பந்தய நேரங்களில் முக்கியமான வினாடிகளைக் குறைப்பதோடு, புதிய வடிவமைப்பு வடிவவியல்களையும் சாத்தியமாக்குகிறது. ஹெவன் என்று அழைக்கப்படும் அதன் புதிய சூப்பர்பைக், முந்தைய பதிப்பை விட 400 கிராம் எடை குறைவானது. இந்த ஆண்டு பைலட் நிறுவனத்தால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட மற்றொரு முழுவதும் டைட்டானிய அலாய் ஃபிரேம், பைலட் செய்ரன் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த ரோடு பைக்கின் ஃபிரேம் முழுவதுமாக டைட்டானியத்தால் (மூன்று பாகங்களாகப் பிரிக்கப்பட்டு) 3D பிரிண்ட் செய்யப்பட்டுள்ளது. டைட்டானியத்தை 3D பிரிண்ட் செய்வது, ஓட்டுநரின் விருப்பத்திற்கேற்ப பைக்கைத் தனிப்பயனாக்க அனுமதிக்கிறது என்றும், இந்த ஃபிரேமிற்கு எந்த வர்ணமோ அல்லது பூச்சோ தேவையில்லை என்றும் அந்நிறுவனம் கூறுகிறது.

△மைத்தோஸ் மிதிவண்டி நிறுவனம், இந்த கைப்பிடிகள் உட்பட, 3D அச்சிடப்பட்ட பலவிதமான டைட்டானியம் பாகங்களை வாடிக்கையாளர்களுக்கு வழங்குகிறது, அதே நேரத்தில் வெர்வ் சைக்கிளிங் (வலதுபுறம்) புதிய 3D அச்சிடப்பட்ட டைட்டானியம் கிராங்குகளை வழங்குகிறது.

△ஜிகேஎன் ஏரோஸ்பேஸ் நிறுவனம் தனது டெக்சாஸ் தொழிற்சாலையில் ஒரு புதிய பெரிய அளவிலான டைட்டானியம் 3டி பிரிண்டரைச் சேர்க்கத் திட்டமிட்டுள்ளது.

நாசாவிற்கு ஒன்று மட்டுமே தேவைப்படுவதால், நிலவில் நிலைநிறுத்தக்கூடிய கரத்திற்கான டைட்டானியம் பாகங்களை பாரம்பரிய உற்பத்தி முறையை விட 3D பிரிண்டிங் மூலம் உருவாக்குவதே மிகவும் பொருத்தமானதாகும்.

● உற்பத்தி

குறைக்கடத்தி உற்பத்தியாளரான ASML, (வேஃபர் உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படும்) டைட்டானியம் கேரியர் ட்ரே ப்ரீஃபார்ம்களை வார்ப்பதற்குப் பதிலாக இப்போது 3D பிரிண்டிங் முறையைப் பயன்படுத்துகிறது. இதன் மூலம் மூலப்பொருட்களில் 64% சேமிப்பதுடன், அவற்றை விரைவாகவும் வழங்குகிறது. டைரக்டட் எனர்ஜி டெபாசிஷன் (DED) தளத்தைப் பயன்படுத்தும் உலோக சேர்க்கை உற்பத்தி நிறுவனமான நார்ஸ்க் டைட்டானியம், குறைக்கடத்தி வேஃபர் உற்பத்தியில் பயன்படுத்துவதற்காக, Ti64 கொண்டு 80 கிலோகிராம் (சுமார் 176 பவுண்டுகள்) எடையுள்ள, ஏறக்குறைய இறுதி வடிவ ப்ரீஃபார்ம்களை அச்சிடுகிறது.

△வாஷிங்டன் பல்கலைக்கழகத்தால் தயாரிக்கப்பட்ட 3D அச்சிடப்பட்ட டைட்டானியம் கலப்புலோக சக்கர மையத் தாங்கி

△டைட்டானியம் தூள்

விர்ச்சுவல் ஃபவுண்டரி உட்பட பல நிறுவனங்கள், எக்ஸ்ட்ரூடர் அடிப்படையிலான ஃபியூஸ்டு டெபாசிஷன் மாடலிங் (FDM) முறைக்கு டைட்டானியம் கம்பியை வழங்குகின்றன. இந்த மூலப்பொருளானது, PLA-வில் பதிக்கப்பட்ட உலோகத் தூளைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் 205 °C-க்கு மேற்பட்ட எக்ஸ்ட்ரூடர் வெப்பநிலையில் FDM பிரிண்டர்களைப் பயன்படுத்தி அச்சிடப்படலாம். பிந்தைய செயலாக்கம் மற்றும் சின்டரிங்கிற்குப் பிறகு, இந்த இழைகளால் 90%-க்கும் அதிகமான உலோக உள்ளடக்கம் கொண்ட உலோகப் பாகங்களை உருவாக்க முடியும், இது அவற்றை முன்மாதிரி தயாரிப்பிற்கு ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.

△வாஷிங்டன் பல்கலைக்கழகத்தின் உலோக 3D அச்சிடும் ஆய்வகமான, புவியில் ஏராளமாகக் கிடைக்கும் பொருட்களைப் பயன்படுத்துதல் மற்றும் ஆராய்ச்சிக்கான வாஷிங்டன் கூட்டு மையம், டைட்டானியத்திலிருந்து பாகங்களைத் தயாரிக்கிறது.

சுருக்கமாக, 3D அச்சிடப்பட்ட டைட்டானியத்தின் எதிர்கால வளர்ச்சி நம்பிக்கை நிறைந்ததுடன், பல துறைகளில் ஒரு பெரும் பங்கையும் வகிக்கும். தொடர்ச்சியான தொழில்நுட்பப் புத்தாக்கம் மற்றும் பயன்பாட்டு விரிவாக்கத்தின் மூலம், 3D அச்சிடப்பட்ட டைட்டானியம் சமூகத்திற்கு மேலும் வசதியான, திறமையான மற்றும் உயர்தரமான உலோகப் பாகங்களைக் கொண்டு வரும்.